基于MAPGIS的分形方法确定化探异常

地球化学元素的异常下限值确定是地球化学中重要的问题之一,目前还没有一个令人满意的具有科学依据的计算方法。传统的化探异常下限值计算是基于元素的地球化学分布呈正态分布或元素含量在空间上呈连续的变化这一假设为基础的,而事实上地球化学元素含量的空间分布是极其复杂的,研究表明,地球化学景观可能是一个具有低维吸引子的混沌系统,元素的地球化学背景值和异常具有各自独立的幂指数关系,由此导致了一种多重分形分布,因而可以利用元素的分形分布求出其异常下限。利用元素的分形分布求异常下限的几种常用方法均是以求取不同尺度r下,对应的N(r)数。如果用手工统计方法计算,计算过程简单但繁琐,地理信息系统((}IS)可以实现图形单元的动态查询和属性统计,这种特性很适合于统计不同尺度r下对应的N(r),因此,可以将分形方法与地理信息系统加以结合,在CIS平台上对地学图形和属性信息进行分析及统计处理,将原来比较繁杂的分形计算操作变得方便简捷,易于实现。本文以武汉中地信息公司开发的．MAPGIS地理信息系统为例,对河北某地1：5万Cu元素化探数据进行了处理,具体说明了以MAPGIS为工具,利用分形方法求取元素化探异常下限的过程,并将计算结果与传统异常下限计算方法所得的结果进行了对比,所得的异常下限值相近或一致,但由于传统的计算方法不仅要求对原始数据进行预处理,而且在下限值的确定上需要结合本地区的实际地质情况确定,因此人为干扰因素较大,而利用基于MAPGIS的分形方法计算元素异常下限值不仅操作简单,而且计算时由于不受元素特高值的影响,因而不用对原始数据进行预处理,人为干扰因素较少。通过对比得知该方法在实践工作中可行。     

从时（空）系列数据研究地球化学作用的非线性动力学

从时（空）系列数据研究地球化学作用的非线性动力学谭凯旋（中国科学院长沙大地构造研究所．长沙４１００１３）张哲儒，刘荣高（中国科学院地球化学研究所．贵阳５５０００２）关键词混沌吸引子，分维，时（空）系列数据，地球化学动力学近十多年来，人们已认识到地球化...     

Development of Geological Data Warehouse

Data warehouse (DW), a new technology invented in 1990s, is more useful for integrating and analyzing massive data than traditional database. Its application in geology field can be divided into 3 phrases: 1992-1996, commercial data warehouse (CDW) appeared; 1996-1999, geological data warehouse (GDW) appeared and the geologists or geographers realized the importance of DW and began the studies on it, but the practical DW still followed the framework of DB; 2000 to present, geological data warehouse grows, and the theory of geo-spatial data warehouse (GSDW) has been developed but the research in geological area is still deficient except that in geography. Although some developments of GDW have been made, its core still follows the CDW-organizing data by time and brings about 3 problems: difficult to integrate the geological data, for the data feature more space than time; hard to store the massive data in fifferent levels due to the same reason; hardly support the spatial analysis if the data are organized by time as CDW does. So the GDW should be redesigned by organizing data by scale in order to store mass data in different levels and synthesize the data in different granularities, and choosing space control points to replace the former time control points so as to integrate different types of data by the method of storing one type data as one layer and then to superpose the layers. In addition, data cube, a wide used technology in CDW, will be no use in GDW, for the causality among the geological data is not so obvious as commercial data, as the data are the mixed result of many complex rules, and their analysis needs the special geological methods and software; on the other hand, data cube for mass and complex geo-data will devour too much store space to be practical. On this point, the main purpose of GDW may be fit for data integration unlike CDW for data analysis.     

对地质资料归档汇交中若干问题的分析

地质资料是地质资源信息的宝库,它包含着巨大的社会经济价值。依法归档与汇交地质资料是地质工作者的责任与义务。本文通过阐述地质资料归档与汇交工作的意义与具体要求,剖析了归档与汇交工作中常出现的资料格式不符合规范、电子文档制作系统的使用不够熟练等问题,并提出了解决办法,对该项工作规范、高效的完成具有参考意义。     

非结构化地质数据内容存储方法研究

地质工作已迈入大数据时代,但地学信息被记录成的报告、图件等非结构化数据,仍按照较为简单的方式组织归类到一起并存储在文件系统中,形成很多个内部构成复杂的数据集。这种方式不能很好的表达非结构化数据承载的丰富地学信息,也不便表达信息之间的复杂关系,更不利于发现跨数据集存在的深层知识。为尝试解决这个问题,笔者提出了多粒度级别内容树模型和支持演化的数据建模方式。这些特性使得通过模型可以对数据内容进行不同尺度的拆分,对信息的精确定位,还可以使模型根据数据主体需要,拓展主体特征描述的维度,逐步发现数据包含的信息和建立信息与信息之间的关系。考虑到地质大数据的特点,设计了以HBase为核心的数据模型持久化方式,以达到使用大数据技术体系下技术分析处理数据的目的;最后给出了对成果地质数据进行建模的实例,将文档、图件等非结构化数据以内容实体为最小单元进行拆分和重构,达到了较好的内容组织和信息表达效果。     

裂缝型储层流动单元划分方法研究:以鄂尔多斯盆地姬塬地区长8_1~1储层为例

测井曲线R/S分析能够有效地表征储层裂缝发育程度。以往研究中单独运用声波曲线进行R/S分析并不能规避岩性变化对声波曲线的影响。采用重构曲线(AC-GR)进行R/S计算,能够有效地反映裂缝发育程度和位置。另外,统计表明裂缝发育层段裂缝密度同重构曲线的分形维数D平均值有很好的相关性。因此,在划分流动单元过程中,除选取常用的孔隙度、渗透率、有效厚度等参数外,还选取重构曲线(AC-GR)的分形维数D进行综合聚类分析。以鄂尔多斯盆地姬塬地区长811储层为例,按其综合渗流能力将其划分成4类流动单元:第1类主要位于主河道汇流处,基质物性好,有效厚度大,裂缝较发育;第2类主要位于主河道,有效厚度较大,裂缝发育程度一般;第3类位于河道侧翼,有效厚度小,裂缝发育;第4类零星分布,基质物性较差,裂缝不发育,总体呈北东—南西向展布。     

南海东部69柱粒度分维指标与气候代用指标的分形比较及其意义

南海69柱粒度数据分析表明,晚更新世以来,粒度在0.2~11μm的标度范围内具有分形特征,粒度分维值DS为1.72~2.02,平均1.84;不同时期粒度分维值明显不同,氧同位素1期(冰后期)为1.88,氧同位素2期(冰期)为1.81,温暖的冰后期粒度分维值高且变化幅度大,寒冷的冰期粒度分维值低且变化幅度小,表明粒度分维值DS对沉积物的形成环境演化具有良好的指示意义。运用R/S分析法,对69柱沉积物的粒度分维值DS、UK37法估算的表层海水古温度、浮游有孔虫的δ18O、δ13C及其转换函数计算的冬季表层海水古温度、夏季表层海水古温度、季节性温差、沉积物SiO₂、CaCO₃含量9项指标进行尺度重整分析计算,得到其时间序列分维值D_H分别为1.2855、1.1712、1.2659、1.4244、1.2719、1.2214、1.2979、1.1366、1.1609。虽然这些气候指标是用不同物理单位测量的,但运用分形分析可以对它们进行数学比较,粒度分维值DS与季节性温差二者的时间序列分维值D_H最接近,从分形理论方面进一步证实粒度分维值D_S的变化主要反映气候的冷暖变化。综合粒度分维值DS及其他气候代用指标分析,识别出南海东部全新世以来的4次突发事件。     

材料表面非线性振荡时间序列的相空间重构

在许多固态材料的表面存在着一种天然的非线性振荡花样，这些花样经计算机图像处理在时间和空间上呈现明显的分形特征。利用普通光学显微镜对Cu—Zn—Al合金表面的金相组织进行观察和分析，用高速摄像机拍摄了典型的振荡现象。借助计算机图像处理技术系统地研究该非线性振荡现象的形貌、结构特征及形成动力学规律，通过计算机编程技术构建系统的非线性动力模型，并重构系统的相空间。用R／S方法对系统时间序列的演化特征进行分析论证，结果表明，这种相空间重构方法具有较好的非线性预报效果。     

成果地质资料电子文档制作方法的探讨

本文介绍了地质资料电子文档制作流程,对地质资料汇交中出现的问题进行了分析探讨,结合制作软件提出了解决方法,在此基础上对制作方法做了一定改进,减少制作时间但不影响汇交效果,最终实现汇交的地质资料为社会提供优质的信息服务。     

一种基于物性数据的深部三维地质建模方法

地质采样信息不足是制约深部三维地质建模的重要因素, 深部物性探测数据由于其易于获取而能够有效形成可视化模型.结合这一特点, 在地质调查项目工作中探索出了一种基于物性探测数据的三维地质建模方法.它首先利用岩石样品物性测量实验数据提取出物性参数及其对应地质属性的映射关系, 然后将不同地球物理方法所获取到的物性数据进行综合建模并解释, 最后将解释后的可视化模型转换为地质三维模型.实践证明, 该方法能够针对性地解决项目中的一些深部地质三维建模问题.      

MAPGIS分形法在新疆哈尔干查拉地区的应用

采用基于MAPGIS系统平台的含量-面积分形法对新疆哈尔干查拉地区1∶1万W元素化探数据进行了处理,其结果与传统异常下限计算方法对比,认为基于MAPGIS的分形法计算元素异常下限值不仅操作简单,而且不受元素的地球化学分布态势影响,避免了人为因素干扰,具有方便、客观、高效的特点,并有能进一步表征地球化学隐藏信息的优点。     

A Successive Shift Box-Counting Method for Calculating Fractal Dimensions and Its Application in Identification of Faults

Fractal dimensions of a terrain quantitatively describe the self-organized structure of the terrain geometry. However, the local topographic variation cannot be illustrated by the conventional box-counting method. This paper proposes a successive shift box-counting method, in which the studied object is divided into small sub-objects that are composed of a series of grids according to its characteristic scaling. The terrain fractal dimensions in the grids are calculated with the successive shift box-counting method and the scattered points with values of fractal dimensions are obtained. The present research shows that the planar variation of fractal dimensions is well consistent with fault traces and geological boundaries.     

地理信息和网络技术一体化的地质勘探数据管理模式

传统的地质勘探数据管理模式制约着数据应用的便捷性和数据的共享范围，随着计算技术的发展，地理信息和网络技术的一体化为地质勘探数据的管理和共享提供了技术支持。以伊敏矿区电子版地质报告数据管理系统为例，应用地理信息技术的关系数据与图形数据统一管理模式，结合网络技术的数据传输与存储平台，建立了基于网络信息服务的地质勘探数据管理系统，可以充分挖掘地质勘探数据应用的深度和广度，同时便于地质勘探数据分发共享。     

压实膨润土膨胀变形的分形计算方法

分形计算方法能较准确地计算膨润土的膨胀变形,但系数K没有确切的计算方法,限制了该方法的广泛应用。基于双电层（DDL）理论和分形方法在双电层膨胀下都适用的理论事实,提出在双电层膨胀条件下采用DDL理论推导出分形方法中系数K的方法,并计算出商用膨润土的K值为9.15。对商用膨润土进行了N2吸附试验,利用等温吸附数据计算出该膨润土的表面分维为2.65,然后根据得出的系数K和表面分维采用分形方法计算了膨润土的最大膨胀率并与膨胀试验结果作对比。结果表明,分形方法的理论计算和试验结果基本一致,尤其是在施加压力较大而膨胀变形较小的情况下,分形计算方法计算结果比起双电层理论更符合试验数据。     

白垩纪碳酸盐岩稳定碳同位素的分形和混沌分析

应用分形与混沌理论对白垩纪海相碳酸盐岩碳同位素δ(13C)进行了非线性分析,认为碳同位素δ(13C)变化序列均为混沌演化序列,当相空间维数m>8时出现混沌吸引子,混沌吸引子的分维数D在3.74左右;它的演化为混沌动力过程,描述它的变化至少是具备4个独立变量的动力学系统.CO2的碳同位素组成系统是一个混沌系统,只要δ(13C)偏移发生很小的变化,就会引发或终止δ(13C)正偏移,这就是系统对初始条件的敏感依赖性及其内部蕴涵的非线性反馈机制成为维系过程长期进行的内在动力学原因.     

福建前寒武纪地体中的锆石U-Pb同位素年龄的地质意义

单颗粒锆石U-Pb同位素测年法是测定前寒武纪地体地质年代的较好方法之一.本文利用该方法对福建前寒武纪地体中一些争论较大的地层、岩体进行锆石U-Pb同位素年龄测定,并详细论述了测年数据的地质含义,确定了这些地层和成岩及变质热事件年代.笔者认为目前在闽西北地区地表露头尚未发现太古宙地层,但其中的捕获锆石年龄有太古时期的信息;目前出露最老的地体形成于古元古界,中元古界较多见;加里东时期形成的新生锆石信息也较多.     

砂岩铀矿的分形特征

铀矿化样品可视为m个变量构成的相空间中的点集 ,用改变子空间尺度的方法求得砂岩铀矿化样品在一维、二维、三维和四维相空间中的分维为 0 .74、1.0 3、1.2 3和 1.5 4。不同矿床和同一矿床的不同矿石类型、不同高程和不同温度范围的矿化样品在不同变量及其组合构成的同维相空间中的分维相同或相近 ,反映它们的空间结构自相似。本文还探讨了相空间维数与分维数、分维数与子空间尺度的关系 ,并评述了分维的地质意义。     

银川城市地下空间开发的地质安全风险分析

城市地下空间受地质环境的影响和制约, 评价地质环境的安全成为地下空间开发的先导问题。结合银川市地下空间资源调查和区划, 选择了地震(活动断裂和场地地震效应)、砂土液化、富水砂卵石层、地基承载力和地表载荷等因素作为评价因子, 在分别确定各要素空间分布的基础上, 进行了单因素的地质风险分析; 采用层次分析和乘积标度相结合的方法, 进行银川市地下空间开发的多因素地质安全风险综合评价。结果表明: 银川市地下空间开发的最主要制约因素是地震和砂土液化; 地质风险的强风险区面积最小, 占总面积的4.10%, 中风险区面积占19.69%, 弱风险区面积最大, 占41.07%, 低风险区占35.13%。这为银川市地下空间开发建设等提供地质参考。